JP2002170915A

JP2002170915A - 水冷ヒートシンク

Info

Publication number: JP2002170915A
Application number: JP2000366219A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Yoshino; 靖吉野
Original assignee: Toyo Radiator Co Ltd
Current assignee: Toyo Radiator Co Ltd
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-14
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: JP4634599B2

Abstract

(57)【要約】【課題】部品点数が少なく且つ、組立て易く構造の簡
単な水冷ヒートシンクの提供。【解決手段】平坦な底部を有する鍋型のケーシング３
の開口をベースプレート１で閉塞し、内部に偏平な流路
７を形成する。そして流路７に波形のインナーフィン４
を配置し、そのインナーフィン４の波の谷部または頂部
を押さえるように、複パス用の仕切板５を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サイリスタや各種
電力用コンデンサ等を取付けて冷却する水冷ヒートシン
クに関し、特に冷却水の流路を複パス型にしたものに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の水冷ヒートシンクで且つ複パス型
のものは、一例として図５に示す如く形成されていた。
即ち、内部に偏平な冷却水の流路が形成されるように平
坦な底部を有する鍋型のケーシング３の開口縁にフラン
ジ部を形成し、内部に一対の冷却水出入口２を開口する
と共に、その出入口にパイプ８の一端を連結する。そし
て一対の冷却水出入口２の中間部にバー材13を配置し且
つ、そのバー材13の両側に一対のインナーフィン４を夫
々収納する。そしてそのケーシング３の開口側に板厚の
比較的厚いベースプレート１を被嵌し、各部品間にろう
材を配置または何れか一方の部品表面にろう材を被覆し
ておき、全体を高温の炉内でろう付けして一体化してい
た。そして、ベースプレート１の外面に被冷却用の電子
部品等をボルトや接着剤を用いて固定するものである。

【０００３】なお、図５においてバー材13を配置する代
わりに、ケーシング３の中心部を底から開口側に凸条に
変形させたものも存在した。そして一方のパイプ８から
冷却水を流入し、一対のインナーフィン４をＵターンし
てそれを他方のパイプ８より外部に導く。その冷却水に
よりベースプレート１上の各種電子部品を冷却するもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような複パス型水
冷ヒートシンクにおいて、さらに製造し易く且つ部品点
数の少ないものが求められていた。そこで本発明は、係
る課題を解決することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、ベースプレート(1) と、そのベースプレート(1) で
開口が閉塞されて、内部に偏平な冷却水の流路(7)が形
成される平坦な底部を有する鍋型のケーシング(3) と、
その流路(7) 中に互いに離間して開口された一対の冷却
水出入口(2) と、その流路(7) 中に内装され、振幅が前
記流路(7) の高さに整合する波形に曲折形成されたイン
ナーフィン(4) と、前記一対の冷却水出入口(2) の中間
に位置し、その高さが前記流路(7) のそれに整合する複
パス用の仕切板(5) と、を具備し、前記インナーフィン
(4) は、その波の稜線方向が前記仕切板(5) に平行に配
置されると共に、波の進行方向に連続した幅が前記ケー
シング(3) の内幅に略等しく内装され且つ、前記仕切板
(5) の少なくとも一部がインナーフィン(4) の波の谷部
または頂部に挿入され、その状態で、前記ベースプレー
ト(1) とケーシング(3) とインナーフィン(4)が互いに
ろう付け接合された水冷ヒートシンクである。

【０００６】請求項２に記載の本発明は、請求項１にお
いて、複パス用の前記仕切板(5) の厚みが、前記インナ
ーフィン(4) の波のピッチより薄く形成され、その高さ
方向の一端が前記ケーシング(3) またはベースプレート
(1) に固定され、その仕切板(5) の高さ方向の他端の縁
と前記ベースプレート(1) またはケーシング(3) とによ
りインナーフィン(4) の波の谷部または頂部が押圧され
た状態で、それらが互いにろう付け固定されてなる水冷
ヒートシンクである。

【０００７】請求項３に記載の本発明は、請求項１また
は請求項２において、前記インナーフィン(4) の前記稜
線方向の長さが、前記ケーシング(3) の長さより短く形
成され、その稜線方向の両端縁とケーシング(3) の内壁
との間に一対のタンク用空間部(6) が形成され、そのタ
ンク用空間部(6) に一対の前記冷却水出入口(2) が設け
られると共に、そのタンク用空間部(6) を仕切るように
前記仕切板(5) が配置された水冷ヒートシンクである。
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項３のいず
れかにおいて、前記仕切板(5) が、前記インナーフィン
(4) の稜線方向の一部の長さのみ押圧する水冷ヒートシ
ンクである。請求項５に記載の本発明は、請求項３また
は請求項４において、前記一対のタンク用空間部(6) に
夫々前記仕切板(5) が配置された水冷ヒートシンクであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、図面に基づいて本発明の実
施の形態につき説明する。図１は本発明の第１の実施の
形態を示す水冷ヒートシンクの分解斜視図であり、図２
はその組立て状態を示す。この水冷ヒートシンクは、夫
々アルミニューム等の金属板よりなるベースプレート１
とケーシング３とインナーフィン４及び仕切板５とを有
する。ベースプレート１は、比較的板厚が厚く、その裏
面側に図示しない電子部品取付用のボルト孔が貫通する
ことなく形成されている。この例のベースプレートは、
平面方形でその外周がケーシング３の開口に整合する。

【０００９】次に、ケーシング３は内部に偏平な冷却水
の流路７が形成されるように平坦な底部を有する鍋型に
形成され、この例ではその長手方向の一端部に互いに離
間して一対の冷却水出入口２が開口され、その冷却水出
入口２にパイプ８の一端部が接合される。また、ケーシ
ング３の開口縁は僅かにフランジ状に形成されたプレス
成形品から構成される。次に、仕切板５は金属板の一部
を折り曲げて、折り曲げ片10を形成し、そこに孔12を穿
設したものである。この仕切板５の高さは、ケーシング
３の深さに整合する。次に、インナーフィン４は極めて
薄い金属帯板を波形に曲折したものであり、その稜線方
向の長さはケーシング３の長さよりも充分短く形成され
ている。また、その幅はケーシング３の内幅に略等し
い。さらにインナーフィン４の振幅の高さは、ケーシン
グ３の深さに整合する。

【００１０】このようにしてなる各部品を組立てるに
は、一例として次のようにして行うことができる。先
ず、ケーシング３の一端部中央に穿設した孔11と、仕切
板５の孔12とを整合し、それらにリベット９を挿通し
て、そのリベット９の端部をカシメることにより、仕切
板５をケーシング３内に位置決め固定する。このとき、
仕切板５の長手方向の一端はケーシング３の長手方向の
一端内壁に接触する。次に、インナーフィン４をベース
プレート１上に載置するか或いはケーシング３を逆向き
にしてその内部にインナーフィン４を配置する。このと
きインナーフィン４は、ケーシング３またはベースプレ
ート１の長手方向の中間部に配置され、その稜線方向の
両端に図２の如くタンク用空間部６が形成される。

【００１１】次いで、ケーシング３にベースプレート１
を被嵌し、図２の如く組み立てる。なお、互いに接触す
る部品の少なくとも一方の表面にはろう材を被覆し、或
いは両部品間にろう材を介装しておく。そして全体を高
温の炉内に挿入し、ろう材を溶融し、次いでそれを冷却
固化することにより各部品間を一体的にろう付け固定す
る。このとき、図２において仕切板５の先端は、インナ
ーフィン４の谷部を押圧した状態でろう付けされる。こ
の例では、仕切板５がインナーフィン４の稜線方向の一
部のみを押圧している。勿論、インナーフィン４の長手
方向の全長に渡って仕切板５を延長することもできる。
特に、インナーフィンとして波型に曲折した側壁部に多
数の無数の開口が切り起されたマルチエントリータイプ
のものを使用する場合には、インナーフィン４の稜線方
向の全長に渡って仕切板５を延長することが好ましい。
このときにも仕切板はインナーフィンの波型の谷部に配
置される。

【００１２】次に、図３は本発明の第２の実施の形態を
示す斜視図であり、図４はそのIV−IV矢視断面図であ
る。この例が図２のそれと異なる点は、一対の冷却水出
入口用のパイプ８がケーシング３の対角線上に配置さ
れ、一対の仕切板５がケーシング３の幅方向を三等分す
る位置に且つ、千鳥状に配置されていることであり、そ
れにより図３では冷却水は一方のパイプ８から他方のパ
イプ８に矢印の如くＳ字状に流通する。これに対して図
２の例では、一方のパイプ８から他方のパイプ８に冷却
水がＵ字状に流通する。即ち、図２においてはパイプ８
から仕切板５の一方側のタンク用空間部６に流入した冷
却水は、仕切板５によって図の上半分を右方から左方に
流通し、左部のタンク用空間部６をＵターンし、図にお
いて下半分を矢印方向に流通して他方のパイプ８からそ
れが流出する。そして、ベースプレート１の裏面側に配
置された図示しない電子部品等を冷却水により冷却する
ものである。

【００１３】これに対し、図３の例では一方のパイプ８
から流入した冷却水は第１の仕切板５の図において最上
部側を右方から左方に流通し、ついで一対の仕切板５間
を左方から右方に流通し、次いで図において最下部を右
方から左方に流通して他方のパイプ８に流出するもので
ある。これらの例では仕切板５を一つまたは二つ配置し
て冷却水の全体的な流れをＵ字状またはＳ字状に形成し
たが、仕切板５をさらに増加して千鳥状に配置すること
より、より長く蛇行状の冷却水の流れを形成することが
できる。

【００１４】なお、インナーフィン４の頂部及び谷部は
夫々ケーシング３の内面及びベースプレート１の内面に
接触し、その接触部がろう付け固定される。またベース
プレート１の裏面側に設けられるボルト孔は、その深さ
をベースプレート１の厚みよりも短くし、ベースプレー
ト１を貫通することがないようにする必要がある。電子
部品の取付けは、ボルトに限ることなく各種の締結部材
或いは接着等により行うことも可能である。なお、仕切
板５はこの例ではケーシング３に固定したが、それに代
えてベースプレート１に固定してもよい。この仕切板５
の板厚は、インナーフィン４のピッチの１／２以下にす
ることが好ましい。それにより、インナーフィン４を潰
すことなくそれを取付けることができる。

【００１５】

【発明の作用・効果】この水冷ヒートシンクによれば、
連続したインナーフィン４の幅がケーシング３の内幅に
略等しくされ、仕切板５がインナーフィン４の波の谷部
または頂部に挿入された状態で、ベースプレート１とケ
ーシング３とインナーフィン４とが互いにろう付け接合
されたものであるから、部品点数か少なく組立て容易な
複パス型の水冷ヒートシンクを提供できる。それにより
従来の如く、複パスの各流路に複数の分割されたインナ
ーフィンを夫々挿入する必要がない。

【００１６】また、請求項２に記載の本発明において、
仕切板５の厚みがインナーフィン４の波のピッチより薄
く形成され、仕切板５の高さ方向の一端がケーシング３
またはベースプレート１に固定され、その仕切板５の高
さ方向の他端の縁とベースプレート１またはケーシング
３とによって、インナーフィン４の波の谷部または頂部
が押圧された状態でそれらが互いにろう付け固定される
ものであるから、インナーフィン４の位置決めを確実に
且つ正確に行うことができる。請求項３に記載の本発明
によれば、インナーフィン４の長さがケーシング３の長
さよりも短くされ、インナーフィン４の両端に一対のタ
ンク用空間部６が形成されるものであるから、各部品形
状を単純化でき製造が容易であると共に、タンク用空間
部を介してフィン各部に冷却水を均等に流通させること
ができる。

【００１７】請求項４に記載の本発明によれば、仕切板
５がインナーフィン４の稜線方向の一部の長さのみ押圧
するものである。そのため、仕切板５によって仮にフィ
ンの一部が潰れても、それによる伝熱面積の低下を殆ど
なくすことができる。請求項５に記載の本発明は、イン
ナーフィン４の両端に配置された一対のタンク用空間部
６に夫々仕切板５が配置されたものであるから、冷却水
流路を蛇行状に形成してより長い冷却水流路を確保でき
る。それにより、冷却能力の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水冷ヒートシンクの第１の実施の形態
を示す分解斜視図。

【図２】同ヒートシンクの組立て状態を示す斜視図。

【図３】本発明の水冷ヒートシンクの第２の実施の形態
を示す斜視図。

【図４】図３のIV−IV矢視断面図。

【図５】従来の水冷ヒートシンクの分解斜視図。

【符号の説明】

１ベースプレート２冷却水出入口３ケーシング４インナーフィン５仕切板６タンク用空間部７流路８パイプ９リベット 10 折り曲げ片 11，12 孔 13 バー材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースプレート(1) と、そのベースプレート(1) で開口が閉塞されて、内部に偏
平な冷却水の流路(7)が形成される平坦な底部を有する
鍋型のケーシング(3) と、その流路(7) 中に互いに離間して開口された一対の冷却
水出入口(2) と、その流路(7) 中に内装され、振幅が前
記流路(7) の高さに整合する波形に曲折形成されたイン
ナーフィン(4) と、前記一対の冷却水出入口(2) の中間に位置し、その高さ
が前記流路(7) のそれに整合する複パス用の仕切板(5)
と、を具備し、前記インナーフィン(4) は、その波の稜線方向が前記仕
切板(5) に平行に配置されると共に、波の進行方向に連
続した幅が前記ケーシング(3) の内幅に略等しく内装さ
れ且つ、前記仕切板(5) の少なくとも一部がインナーフ
ィン(4) の波の谷部または頂部に挿入され、その状態で、前記ベースプレート(1) とケーシング(3)
とインナーフィン(4)が互いにろう付け接合された水冷
ヒートシンク。
【請求項２】請求項１において、複パス用の前記仕切板(5) の厚みが、前記インナーフィ
ン(4) の波のピッチより薄く形成され、その高さ方向の
一端が前記ケーシング(3) またはベースプレート(1) に
固定され、その仕切板(5) の高さ方向の他端の縁と前記ベースプレ
ート(1) またはケーシング(3) とによりインナーフィン
(4) の波の谷部または頂部が押圧された状態で、それら
が互いにろう付け固定されてなる水冷ヒートシンク。
【請求項３】請求項１または請求項２において、前記インナーフィン(4) の前記稜線方向の長さが、前記
ケーシング(3) の長さより短く形成され、その稜線方向
の両端縁とケーシング(3) の内壁との間に一対のタンク
用空間部(6) が形成され、そのタンク用空間部(6) に一
対の前記冷却水出入口(2) が設けられると共に、そのタ
ンク用空間部(6) を仕切るように前記仕切板(5) が配置
された水冷ヒートシンク。
【請求項４】請求項１〜請求項３のいずれかにおい
て、前記仕切板(5) が、前記インナーフィン(4) の稜線方向
の一部の長さのみ押圧する水冷ヒートシンク。
【請求項５】請求項３または請求項４において、前記一対のタンク用空間部(6) に夫々前記仕切板(5) が
配置された水冷ヒートシンク。